[發(fā)明專利]用于切取土工試驗(yàn)不同角度試樣的裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310429193.8
• 申請(qǐng)日: 2013-09-18
• 公開（公告）號(hào): CN103471871A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹振宇;夏云龍;朱啟銀;金銀富;吳則祥;李艷玲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N1/04
• 分類號(hào): G01N1/04
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖土工程土工試驗(yàn)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于切取土工試驗(yàn)不同角度試樣的裝置及方法。

背景技術(shù)

土體在不同方向表現(xiàn)出不同的物理力學(xué)性質(zhì)稱為土體的各向異性。根據(jù)各向異性產(chǎn)生的原因和表現(xiàn)的不同，可分為原生各向異性和次生各向異性，或者稱為固有各向異性和應(yīng)力誘導(dǎo)各向異性。原生各向異性是天然土在沉積過程中或人工土在填筑工程中，因各種原因?qū)е峦令w粒在不同方向上的排列不同，從而產(chǎn)生不同的力學(xué)性狀和參數(shù)，這與土體顆粒的扁平面取向和大主應(yīng)力方向所成角度有關(guān)。土顆粒在沉積固結(jié)過程和應(yīng)力作用下，會(huì)沿某一方向定向排列，從而形成土體宏觀表現(xiàn)上的各向異性。然而，土體的各向異性會(huì)導(dǎo)致土體在不同荷載作用下，表現(xiàn)出不同的力學(xué)響應(yīng)，例如強(qiáng)度的各向異性等。因而，在工程設(shè)計(jì)中要考慮到由于土體各向異性對(duì)工程的影響，這對(duì)工程項(xiàng)目的建設(shè)和工后沉降的控制有很重要的作用。

因此，為了研究不同方向土體的物理力學(xué)性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中常常需要制備不同角度的試樣供試驗(yàn)研究使用。而傳統(tǒng)的切削不同角度試樣的方法由于會(huì)對(duì)土體造成較大的擾動(dòng)，不利于試驗(yàn)的進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種用于切取土工試驗(yàn)不同角度試樣的裝置及方法，其通過將需要切取的自然沉積的土樣放在一個(gè)支撐平臺(tái)上，通過調(diào)節(jié)不同的坡面角度來切取和沉積面呈不同角度的試樣，實(shí)現(xiàn)了切取土工試驗(yàn)中和自然沉積面呈不同角度試樣的目的，操作簡(jiǎn)單，設(shè)備易于維護(hù)和安裝，有很強(qiáng)的實(shí)用性。

為達(dá)上述及其它目的，本發(fā)明提出一種用于切取土工試驗(yàn)不同角度試樣的裝置，至少包括一底板、一斜面板以及四根豎桿，其中兩根豎桿固定于底板同側(cè)的兩個(gè)角點(diǎn)，沿著該兩個(gè)角點(diǎn)的底板相對(duì)的兩個(gè)邊緣開有兩道凹槽，另兩個(gè)豎桿可以沿著凹槽移動(dòng)，斜面板中間開有用于放置待切削土樣的孔洞，四個(gè)角處分別開有鉆孔以使四根豎桿可穿過，于斜面板位置確定后，將固定于底板的兩個(gè)豎桿于該斜面板相應(yīng)位置固定。

進(jìn)一步地，該四根豎桿為螺紋桿。

進(jìn)一步地，該底板為長方形，短邊角點(diǎn)處分別開有供兩根豎桿穿過的鉆孔，并通過上下螺栓固定，長邊邊緣開有兩道凹槽，另兩根豎桿可以沿著凹槽移動(dòng)，底部設(shè)有墊塊。

進(jìn)一步地，該斜面板與底板形狀大小相同。

進(jìn)一步地，根據(jù)需要切取的試樣角度調(diào)節(jié)固定螺紋桿與可移動(dòng)螺紋桿的距離以及該斜面板與固定于該底板的螺紋桿的相交位置，并利用上下螺栓將斜面板固定。

進(jìn)一步地，該斜面板的中間孔洞包括一矩形及兩端兩個(gè)半圓。

進(jìn)一步地，該底板與斜面板材質(zhì)為有機(jī)玻璃。

進(jìn)一步地，該螺紋桿為不銹鋼材質(zhì)。

為達(dá)到上述及其他目的，本發(fā)明提供一種用于切取土工試驗(yàn)不同角度試樣的裝置的試驗(yàn)方法，包括如下步驟：

步驟一，將四根豎桿分別穿過底板上相應(yīng)的孔洞及凹槽，并將穿過孔洞的兩個(gè)豎桿固定于底板；

步驟二，將待切取的土體放置在底板上，調(diào)節(jié)好位置；

步驟三，根據(jù)需要切取的試樣角度調(diào)節(jié)豎桿與豎桿的距離，以及斜面板與固定于底板的豎板的相交位置，并將斜面板的位置固定；

步驟四，切削試樣，得到所需角度的土樣剖面；

步驟五，在所得的土樣剖面上垂直壓入三軸試驗(yàn)取樣器或者環(huán)刀得到所需要角度的試樣。

進(jìn)一步地，該四根豎桿為螺紋桿，與該底板、斜面板固定的螺紋桿通過上下螺栓固定。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種用于切取土工試驗(yàn)不同角度試樣的裝置及方法，通過將需要切取的自然沉積的土樣放在一個(gè)支撐平臺(tái)上，通過調(diào)節(jié)不同的坡面角度來切取和沉積面呈不同角度的試樣，實(shí)現(xiàn)了切取土工試驗(yàn)中和自然沉積面呈不同角度試樣的目的，同時(shí)本發(fā)明操作方法簡(jiǎn)單，設(shè)備易于維護(hù)和安裝，有很強(qiáng)的實(shí)用性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種用于切取土工試驗(yàn)不同角度試樣的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例中底板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為其中本發(fā)明較佳實(shí)施例中底板的側(cè)面示意圖；

圖4為本發(fā)明較佳實(shí)施例中斜面板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明一種用于切取土工試驗(yàn)不同角度試樣的裝置的試驗(yàn)方法的步驟流程圖。

具體實(shí)施方式

以下通過特定的具體實(shí)例并結(jié)合附圖說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明亦可通過其它不同的具體實(shí)例加以施行或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在不背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。